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细晶强化机理
细晶强化的机理是:
在常温下的细晶粒金属比粗晶粒金属有更高的强度、硬度、塑性和韧性。这是因为细晶粒受到外力发生塑性变形可分散在更多的晶粒内进行。
塑性变形较均匀,应力集中较小;此外,晶粒越细,晶界面积越大,晶界越曲折,越不利于裂纹的扩展。
扩展资料:
在细晶强化当中,一个晶粒的塑性变形就无法直接传播到相邻的晶粒中去,且造成塑变晶粒内位错塞积。在外力作用下,晶界上的位错塞积产生一个应力场,可以作为激活相邻晶粒内位错源开动的驱动力。
通过细化晶粒而使金属材料力学性能提高的方法,工业上将通过细化晶粒以提高材料强度。晶界越多,晶粒越细,根据霍尔-配奇关系式,晶粒的平均值(d)越小,材料的屈服强度就越高。
参考资料来源:百度百科—细晶强化
什么是细晶强化?细化晶粒的方法有哪些?
通过金属内部晶体结晶的时候让单个晶体变小,晶体数量变多达到提高金属各方面性能的金属强化方式。细化方式在液态金属凝固时候主要用人工添加晶核(孕育剂)的方式;以及深冷结晶增加过冷度方式。固体金属主要通过热处理重结晶方式。
什么是弥散强化,固溶强化,细晶强化
1.弥散强化?dispersion strengthening:
材料通过基体中分布有细小弥散的第二相细粒而产生强化的方法,称为弥散强化。
2.固溶强化solution strengthening:
是指纯金属经过适当的合金化后,强度、硬度提高的现象
3.细晶强化(也叫晶界强化)grain refining strengthening:
是指通过晶粒粒度的细化来提高金属的强度,多晶体金属的晶粒边界通常是大角度晶界,相邻的不同取向的晶粒受力产生塑性变形时,部分施密特因子大的晶粒内位错源先开动,并沿一定晶面产生滑移和增殖。
扩展资料
弥散强化是强化效果较大的一种强化合金的方法,若化合物在固溶体晶粒内呈弥散质点或粒状分布,则既可显著提高合金强度和硬度,又可使塑性和韧性下降不大,并且颗粒越细小,越呈弥散均匀分布,强化效果越好。
合金元素固溶于基体金属中造成一定程度的晶格畸变从而使合金强度提高的现象。融入固溶体中的溶质原子造成晶格畸变,晶格畸变增大了位错运动的阻力,使滑移难以进行,从而使合金固溶体的强度与硬度增加。
参考资料来源:百度百科-弥散强化
参考资料来源:百度百科-固溶强化
参考资料来源:百度百科-细晶强化
细晶强化的定义
通常金属是由许多晶粒组成的多晶体,晶粒的大小可以用单位体积内晶粒的数目来表示,数目越多,晶粒越细。实验表明,在常温下的细晶粒金属比粗晶粒金属有更高的强度、硬度、塑性和韧性。这是因为细晶粒受到外力发生塑性变形可分散在更多的晶粒内进行,塑性变形较均匀,应力集中较小;此外,晶粒越细,晶界面积越大,晶界越曲折,越不利于裂纹的扩展。故工业上将通过细化晶粒以提高材料强度的方法称为细晶强化。
晶粒越细小,位错集群中位错个数(n)越小,根据=n0,应力集中越小,所以材料的强度越高;
细晶强化的强化规律,晶界越多,晶粒越细,根据霍尔-配奇关系式,晶粒的平均值(d)越小,材料的屈服强度就越高。
四种强化机制及原理
1、细晶强化:使金属材料力学性能提高的方法称为细晶强化,提高材料强度。
原理:通常金属是由许多晶粒组成的多晶体,单位体积内晶粒的数目越多,晶粒越细。在常温下的细晶粒比粗晶粒金属有更高的强度、硬度、塑性和韧性。因为细晶粒受到外力发生塑变可分散,塑变较均匀,应力集中较小。晶粒越细,晶界面积越大,晶界越曲折,不利于裂纹的扩展。
2、固溶强化:合金元素固溶于基体金属中造成一定程度的晶格畸变从而使合金强度提高的现象。
原理:晶格畸变增大了位错运动的阻力,使滑移难以进行,使合金固溶体的强度与硬度增加。在溶质原子浓度适当时,可提高材料的强度和硬度,而其韧性和塑性却有所下降。
3、第二相强化:第二相以细小弥散的微粒均匀分布于基体相中产生显著的强化作用。
原理:交互作用阻碍了位碍运动,提高了合金的变形抗力。
4、加工硬化:随着冷变形程度的增加,金属材料强度和硬度指标都有所提高,但塑性、韧性有所下降。
原理:塑变时,晶粒发生滑移,出现位错的缠结,使晶粒拉长、破碎和纤维化,金属内部产生了残余应力。
金属的塑性
金属材料的延伸率和断面收缩率愈大,表示该材料的塑性愈好,即材料能承受较大的塑性变形而不破坏。一般把延伸率大于百分之五的金属材料称为塑性材料(如低碳钢等),而把延伸率小于百分之五的金属材料称为脆性材料(如灰口铸铁等)。
塑性好的材料,它能在较大的宏观范围内产生塑性变形,并在塑性变形的同时使金属材料因塑性变形而强化,从而提高材料的强度,保证了零件的安全使用。此外,塑性好的材料可以顺利地进行某些成型工艺加工,如冲压、冷弯、冷拔、校直等。因此,选择金属材料作机械零件时,必须满足一定的塑性指标。
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